V drugi epizodi "Černobila", miniseri HBO o nesreči leta 1986, ki je postala najhujša jedrska sila v človeški zgodovini, je položaj precej slab. V ruševinah reaktorja št. 4 Černobilske jedrske elektrarne divja velik požar. Bolnišnica v bližnjem mestu Pripjat je preplavljena z žrtvami sevanja. Smrtonosni radioaktivni prah je odplaval vse od Sovjetske zveze in na Švedsko. Zrak nad reaktorjem dobesedno sveti tam, kjer je bilo izpostavljeno jedro urana. In ljudje, ki vodijo odziv na katastrofe, se odločijo, da bodo na jedro odvrgli tisoče ton peska in bora.
To je manj tega, kar se je zgodilo med dejansko katastrofo aprila 1986. Toda zakaj so prvi odzivniki uporabili pesek in bor? In če bi se podobna jedrska katastrofa zgodila leta 2019, bi to še vedno počeli gasilci?
Resnično ne želite ognja na odprtem jedru v izpostavljenem jedru
Izpostavitev gorečega jedrskega jedra v zraku je težava na vsaj dveh nivojih, kot je za Live Science povedala inženirka jedrskega reaktorja in univerza v Illinoisu pri Urbani-Champaign profesorica Kathryn Huff.
Vaša prva težava je, da imate stalno reakcijo jedrske cepitve. Uran izpušča nevtrone, ki se vdrejo v druge atome urana in jih cepijo. Ti atomi urana sproščajo še več energije in hranijo vso nered. Ta reakcija, ki je ni več, vsebuje tudi neverjetne ravni neposrednega sevanja, kar predstavlja smrtno nevarnost za vsakogar, ki se ji skuša približati.
Druga, povezana - in veliko bolj resna - težava je, da požar sprošča veliko dima in prahu ter naplavin v zrak. Vsa ta pištola prihaja prav iz jedrskega reaktorja, nekaj pa je pravzaprav neposredno iz jedrskega jedra. To vključuje vrsto vrst (ali izotopov) sorazmerno lahkih elementov, ki nastanejo, ko se atomi urana cepijo.
"To je nevaren del nesreče, kot je ta," je dejal Huff. "Ti izotopi, nekateri izmed njih, so strupeni za človeka. In nekateri izmed njih so bolj radioaktivni od tistega, s katerim bi se srečevali v vsakdanjem življenju. In nekateri od njih so poleg tega, da so zelo strupeni in radioaktivni, zelo mobilni v okolju. "
Mobilni v tem primeru pomeni, da lahko ti izotopi vstopijo v telesa živih bitij in povzročijo težave. Vzemimo na primer jod-131, radioaktivni izotop joda, ki ga žive celice obravnavajo tako kot navaden jod.
Dim, kot je Černobil, vsebuje veliko joda-131, ki lahko prevozi stotine kilometrov. Lahko se konča v rekah in se prebije v rastline, živali in ljudi. Naše ščitnice se zanašajo na jod in absorbirajo jod-131 tako kot navadni jod, kar ustvarja dolgotrajen vir resnega sevanja v našem telesu.
(Zato naj bi ljudje v prizadetih območjih takoj po jedrskih nesrečah vzeli jodne tablete, da bi napolnili rezerve telesa in preprečili, da bi ščitnice absorbirale kateri koli radioaktivni izotop.)
Pesek in bor
Odlagališče peska in bora (dejanska černobilska mešanica je vsebovala tudi glino in svinec) je poskus reševanja prve in druge težave.
Pesek zadiši izpostavljeni reaktor, ki se smukne po smrtonosnem dimu. In bor bi v teoriji lahko zajezil jedrsko reakcijo.
"V jedrskem reaktorju so izotopi, ki povzročajo reakcijo, in izotopi, ki reakcijo upočasnijo," je dejal Huff.
Da bi reakcija jedrske verige potekla, je pojasnila, da morate dobiti dovolj radioaktivnih izotopov blizu, da njihovi nevtroni, ki divje streljajo v vesolje, navadno prodirajo v druga atomska jedra in jih cepijo.
"Ko nevtron posega v izotop, obstaja določena verjetnost, da bo zaradi njegovega jedra absorbiral nevtrone," je dejala. "Uran, natančneje uran-235, ponavadi absorbira nevtrone in se nato takoj loči. Toda bor ponavadi absorbira nevtrone. Zaradi svoje jedrske strukture je nekakšen nevtronski žejni."
Torej, dovolj bora odvržemo na izpostavljeno jedro reaktorja št. 4, teorija je šla in absorbirala bi toliko divjih izgorevalnih nevtronov, da bi se reakcija ustavila.
V primeru Černobila pa se izkaže, da odmetavanje bora in drugih nevtronskih absorberjev na reaktor ne deluje, deloma zaradi ad hoc pristopnega odlaganja helikopterjev, ki ga je zasnovala elektrarna.
"Intenzivno sevanje je ubilo več pilotov," je leta 1997 poročal BBC in dodal: "Zdaj je znano, da kljub tem žrtvam skoraj noben nevtronski absorber ni dosegel jedra."
Kljub temu je, kot je dejal Huff, načelo, ki so ga Sovjeti uporabili - nevtronski absorberji za zaustavitev reakcije, skupaj z materiali za izbijanje radioaktivnih izotopov iz zraka, bilo zveneče. In v primeru podobne katastrofe danes, bi odzivne skupine uporabile pristop, ki temelji na isti osnovni teoriji.
Velika razlika je dejala, da so sodobne jedrske elektrarne (vsaj v ZDA) zasnovane tako, da veliko delajo same.
Sodobni reaktorji so precej varnejši in veliko bolj pripravljeni na težave - vendar v svojih priročnikih za nujne primere še vedno uporabljajo bor
Huff je dolgo poudaril, da je v ZDA (in drugih ustrezno naprednih) jedrskih reaktorjih veliko manj verjetno kot v Černobilu, da naletijo na kakršno koli nesrečo - nikoli ne delujejo tako vroče in ne delujejo na trdnejših plovilih. In same zgradbe so zasnovane tako, da opravijo veliko dela, da se razkropi požar jedrskega reaktorja in radioaktivni pljus, je dodala.
Sodobni reaktorji so opremljeni s kemičnimi razpršilci, ki lahko poplavijo zgradbo reaktorjev in iz njih izstrelijo radioaktivne izotope, preden lahko uidejo. Za razliko od Černobila so jedrske naprave v ZDA v celoti vsebovane v zapečatenih konstrukcijah iz cementa in armatur (mreža ojačanih jeklenih palic). Te zapečatene lupine so preoblikovane do te mere, da jih teoretično vsaj velika eksplozija ne bi kršila. Lahko bi zrušili majhen curek ob strani ene od teh zgradb, ki ne bo razkrila jedra. Pravzaprav je ameriška vlada kot del testa storila prav to na prazno zadrževalno posodo leta 1988. NRC navaja, da študije v zvezi z velikimi vplivi curka še vedno potekajo.
Vse, kar povzroči katastrofo v Černobilu, je malo verjetno, čeprav Zveza zaskrbljenih znanstvenikov piše, da so manjša (a še vedno nevarna) uhajanja sevanja resnična grožnja, na katero ZDA niso ustrezno pripravljene.
Glede na to je ameriška komisija za jedrsko regulacijo (NRC) za vsakega od 98 reaktorjev jedrskih elektrarn, ki delujejo v državi, pripravila priročnike za nujne primere dolge več sto strani. V njih so zapisana navodila, kaj naj ukrepajo v primeru vseh zelo nevarnih ali zelo verjetnih izrednih razmer.
Ti priročniki so na voljo v običajni angleščini na spletni strani NRC. Tu je ena za Palo Verde, veliko rastlino v zahodni Arizoni. Lahko najdete navodila, kdaj v borzo vstaviti veliko bora (takoj ko se reaktor ne uspe normalno zapreti). Videlo se je, kaj storiti, če sovražne sile napadejo obrat (med drugim začnite pripravljati regionalno evakuacijo, ko postane jasno, da bi sile lahko povzročile znaten uhajanje sevanja). In v primeru, da v ozračje poberejo večje količine radioaktivnega materiala, piše, kdo razglasi evakuacijo (guverner Arizone na podlagi priporočil nadzornikov lokacije).
Ti načrti ne zajemajo podrobnosti o dogodkih v černobilskem slogu, čeprav je NRC od 11. septembra razvil smernice za bolj ekstremne katastrofe. Vendar je Huff dejal, da bo boj proti požaru na izpostavljenem jedru urana vedno prišel do bolj ali manj domišljijskih različic odlaganja bora in peska.
